Kas yra turboventiliatorius?

Turboventiliatorius yra tam tikros rūšies oro suspaudimo sistema, naudojama daugumoje orlaivių reaktyvinių variklių nuo 2011 m., taip pat kai kuriuose didelio našumo automobiliuose, valtyse ar specializuotose oru varomose transporto priemonėse, pvz., orlaiviuose arba sraigtasparniuose su turboventiliatoriumi. Jis laikomas patobulinimu, palyginti su turboreaktyviniais ar turbosraigtiniais varikliais, esant normaliam komercinių orlaivių greičiui dėl padidėjusio degalų naudojimo efektyvumo ir sumažinto triukšmo, o turboventiliatorius su dujų turbina taip pat yra įtrauktas į daugelį ikigarsinių karinių orlaivių. Ankstyviausias turboreaktyvinis reaktyvinis variklis buvo pagamintas 1943 m., tačiau problemos, susijusios su ankstyvųjų konstrukcijų efektyvumu ir patikimumu, palyginti su turboreaktyviniais varikliais, atidėjo jų platų pritaikymą iki septintojo dešimtmečio.

Pagrindinė turboventiliatoriaus variklio konstrukcija turi priekyje sumontuotą turbiną, kuri traukia orą ir nukreipia jį dviem kryptimis. Nedidelė oro dalis nukreipiama į centrinę degimo kamerą, kur ji šildoma deginant kurą ir išleidžiama iš galinėje dalyje esančio purkštuko traukai. Likęs oras nukreipiamas aplink degimo kamerą, kad susimaišytų su degimo proceso išmetamosiomis dujomis, nes išmetimo turbina jį išneša iš kameros. Tai padidina variklio traukos galią, sumažina triukšmo lygį ir vienu metu vėsina degimo kamerą. Tokie varikliai yra žinomi kaip aplinkkelio turboventiliatoriai, kai aplink variklį nukreipto oro srauto ir degimui naudojamo oro santykis yra nuo 8 iki 1 arba didesnis.

Turboventiliatoriaus variklio išradimas buvo reikšmingas patobulinimas, palyginti su stūmokliniais varikliais, nes variklio judėjimo kryptis buvo viena sukimosi kryptimi, sumažinant bendrą orlaivio vibraciją. Nors paprasto turboventiliatoriaus variklio dalys sukasi tuo pačiu greičiu, 2008 m. pažangesni varikliai turi pavarų dėžės valdymo sistemą, kuri padidina degalų naudojimo efektyvumą 12 % ar daugiau, taip pat sumažina triukšmą ir išmetamųjų dujų emisiją iki 50 %. . Šie pavarų dėžės turboventiliatoriai bando suderinti apeinamo oro greitį su paties orlaivio greičiu, kai ankstesnėse konstrukcijose buvo naudojamas padidintas apeinamo oro greitis, kad išmetimo turbina būtų maitinama papildoma trauka. Atskirai valdant kiekvieną suspaudimo ir išmetimo proceso dalį, variklio efektyvumo lygį galima reguliuoti pagal orlaivio greitį ir padėtį, padidinant bendrą efektyvumą.

Kariniuose orlaiviuose, kurie gali skristi virš 1.6 MACH ar didesnio viršgarsinio greičio ir kuriems reikia didelio našumo charakteristikų, naudojamos hibridinės turboventiliatoriaus versijos. Esant viršgarsiniam greičiui, paprastesnės konstrukcijos reaktyvinių variklių, tokių kaip turboreaktyviniai ar rametiniai varikliai, traukos ir svorio santykis yra daug didesnis nei turboventiliatoriaus, tačiau jie prastai veikia esant ikigarsiniam greičiui. Šie orlaivių varikliai turi papildomų funkcijų, tokių kaip papildomos degikliai ir vektorinė trauka. Papildomi degikliai įpurškia papildomo kuro už paties variklio turbinų ir jį uždega, suteikdami orlaiviui galingą traukos postūmį greitiems oro manevrams. Vektorinė trauka taip pat naudojama norint valdyti orlaivio padėtį, pridedant judančius reaktyvinius išmetimo antgalius ant turboventiliatoriaus variklio, kur galima keisti išmetamųjų dujų išėjimo kampą. Tai gali padėti staigiuose posūkiuose ore, vertikaliai kilti, pvz., naudojant „Harrier“ reaktyvinį lėktuvą, arba sukurti atbulinę trauką, kad orlaivis greitai sustotų trumpame kilimo ir tūpimo take.